Как восстановить литий-ионный аккумулятор после глубокого разряда

Поскольку любая батарея (аккумулятор) является источником постоянного электрического тока, то рано или поздно заряд её неизбежно истощится. С каждой подзарядкой ёмкость её будет всё меньше и меньше. Таковы законы физики.

Можно только ненадолго продлить её работу. Рассмотрим, как восстановить литий ионный аккумулятор чтобы выиграть время, необходимое для замены батареи.

Сегодня мы поговорим о способах восстановления ЛИА

ВАЖНО. Если вы новичок в технике, то дальше, вообще, ничего не стоит читать — просто идите за новой батареей или пригласите грамотного товарища. (Кума звать не надо!).

Восстановление Li-ion аккумуляторов — как эксплуатация влияет на потерю емкости

Разработчики литий-ионных аккумуляторов 18650 заявляют, что эти устройства смогут служить от 9 до 20 лет. Но на самом деле – это информация не совсем верна. Чаще всего после двух лет службы батареи, она начинает садиться.

Есть множество причин, из-за чего аккумуляторная батарея перестает работать должным образом, но главная – нарушение процессов внутри корпуса батареи при изменении внешних условий.

Этот инструмент чаще всего работает при большой температуре, а пользуются им в холодное время. Из-за этого нарушается прохождение ионов лития через мембрану, из-за чего может даже произойти короткое замыкание. Емкость литий-ионных батарей 18650 может даже теряться при длительном хранении. Помимо этого, емкость может теряться из-за следующих причин:

• Недостаточное время зарядки во время эксплуатации.
• Пользование при низком уровне электролита.
• Неправильная связь с токовыпрямителем.
• Не проводилось очищение полюсных клемм.

Если литевый аккумулятор не держит заряд, то его нужно попытаться починить. В данной статье мы расскажем способы ремонта, чтобы прибор начал восстанавливаться.

Принцип действия

Первые устройства данной категории созданы в 70-х годах прошлого века. Но только через 20 лет были изготовлены первые литий-ионные батареи с приемлемыми для рядовых потребителей характеристиками. В наши дни продолжается совершенствование технологии с целью улучшения эксплуатационных параметров.

По причине высокой химической активности чистого лития разработчики приняли решение использовать менее опасные ионы. По стандартной схеме их встраивают в процессе зарядки в удерживающую область с положительным электрическим потенциалом, которая сформирована из графитовой кристаллической решетки. При подключении потребителя к съемной клемме из алюминия ток в цепи провоцирует перемещение ионов к отрицательному медному электроду. Внутри аккумуляторной батареи разряд перемещается с помощью проводящей жидкости. Ее перемешивание блокирует полупроницаемая перегородка, сделанная из пористого полимера.

К сведению. Кристаллизация электролита, созданного на основе воды, объясняет ухудшение технических характеристик при низкотемпературных условиях.

Как восстановить литий ионный аккумулятор

На самом деле, есть множество способов восстановления li on аккумулятора, начиная от самых простых, которые можно совершить в домашних условиях до «профессиональных».

Как восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда

Глубокий разряд батареи – это процесс обнаружения минимального заряда, после чего происходит блокировка электрической цепи при помощи специального контроллёра. Если не провести операцию по запуску, то аккумулятор и дальше будет падать, в итоге чего совсем перестанет держать заряд.

Для этого процесса нам понадобятся инструменты для проверки напряжения и тока, адаптер на 6-12 вольт, подстроечный резистор.

Специалисты говорят, что минимально низкий уровень заряда аккумулятора очень плохо влияет на состояние элемента питания. Даже после процедуры восстановления, скорее всего, будет наблюдаться частичная деградация и уменьшение ёмкости. Если батарея совсем не хочет запускаться, то нужно выполнить следующие действия:

• В первую очередь необходимо провести стандартную зарядку в течение получаса.
• Если этого сделать не удаётся, то придётся прибегнуть к разборке корпуса, для того, чтобы получить доступ к клеммам.
• Следует изолировать схему устройства, для этого отпаиваем аккумулятор от клемм.
• Определение полярности клемм аккумулятора. Важно, то что из-за этого процесса батарея может выйти из строя.
• Необходимо подать напряжение в пределах 4.2 Вольт. Важно, чтобы напряжение не было больше.

Если все процедуры выполнить правильно, то аккумулятор должен включиться и начать стабильно работать. Что не стоит делать, если аккумулятор ушел в глубокий разряд?

• Не нужно пытаться подключить аппарат к более мощной зарядке. Чаще всего из-за этой ошибки страдает контроллер аппарата.
• Не стоит подсоединять зарядку напрямую к клеммам, потому что такой источник питание подаст большее напряжение, чем необходимо.
• Если вы имеете зарядное устройство обладающее регулируемым напряжением, то не в коем случае нельзя его подключать к клеммам без определения полярности.
• Если всё таки не получилось запустить аккумулятор, то лучше всего его заменить в сервисном центре.

Модельный ряд, выбор подходящих изделий

Изделия этой категории выпускают в стандартном исполнении для соответствия размерам и электрическим параметрам типовых одноразовых элементов питания «А» и «АА». Такие аккумуляторы устанавливают в фонари, радиоприемники, будильники, игрушки.

Следует помнить! Заряд литиевой батареи снижается при хранении. Накопительная емкость постепенно уменьшается, поэтому нельзя рассчитывать на многолетнюю эксплуатацию без ухудшения начальных потребительских параметров.

Современные смартфоны и планшеты часто создают в неразборном варианте с применением клеевых соединений. Это помогает сократить производственные издержки, однако существенно усложняет ремонт. Технику оснащают уникальными встроенными устройствами зарядки (защиты). Рабочие циклы контролируют особо настроенным программным обеспечением. Иногда найти подходящую альтернативную перезаряжаемую батарею попросту невозможно.

Необходимо подчеркнуть! Самостоятельные ремонтные работы с применением продукции другого бренда лишают прав на официальные гарантии.

Стоит обратить внимание на модель «18650». Этими цифрами зашифрованы габариты (длина х диаметр, 65 х 18 мм, соответственно)

Такие аккумуляторы постепенно становятся наиболее популярными. Их соединяют в блоки, создавая источники питания нужной емкости для автомобильного транспорта, квадроциклов, авиамоделей, другой техники.

Как понятно из приведенного описания, некоторые изделия можно приобрести легально только в официальной торговой сети определенных производителей. Качественные универсальные аккумуляторы в разных форматах создают японские и корейские предприятия. Продукция ответственных китайских производителей не уступает по техническим параметрам. Однако следует не забывать о большом количестве подделок, которые внешне не отличаются от оригиналов.

С помощью испытаний или разрушительной разборкой можно выявить недостатки. Однако некоторые правильные выводы можно сделать после внимательного изучения фотографий. Так, настоящая емкость «фирменных» изделий формата «18650» не превышает 3 400 мА/часов. В рекламных материалах встречаются изделия с фантастическими параметрами – 10-15 тыс. мА/ч и более.

Реанимировать батарею с помощью холода

Дело в том, что низкие температуры лучше переносятся аккумулятором, чем жара. Многие специалисты дают советы, по профилактике устройства при помощи заморозки. Первым делом следует изъять батарейку из устройства и положить её в плотный пакет. Он необходим для защиты и попадания воды внутрь. После этого, батарею нужно поместить в морозильную камеру холодильника. Аккумулятор должен находится в морозильной камере на протяжении 12 часов. Через 12 часов устройство достается, и сушится с помощью бумажных полотенец. После этого процесса следует поместить литий-ионный аккумулятор 18650 в устройство и поставить его на подзарядку.

Как только устройство зарядиться, его емкость должна увеличиться примерно на 20%, благодаря переохлаждению.

Конструкция, основные параметры

Подробное изучение химических и физических процессов для рядового пользователя избыточно. Любознательный человек без труда найдет необходимые дополнительные данные в интернете по интеркаляции, экспериментам с разными материалами. Ниже приведены сведения, которые пригодятся на практике. Они характерны для типовых моделей литий-ионных аккумуляторных батарей, представленных на современном рынке:

• Ток нагрузки – от 1 до 50 C в разных режимах;
• Номинальное напряжение – от 3 до 4,35V;
• Сопротивление (внутреннее) – 5-15 мОм;
• Энергетическая емкость в расчете на 1 кг изделия – 112-246 Вт*ч;
• Сохранение нормальной работоспособности – до 550-650 циклов;
• Время зарядки до 80% номинальной емкости – 60 мин.;
• Допустимый температурный режим – от -30°C до +60°C.

На схеме отмечены:

• крепежные скобы (1), выполняющие одновременно функцию элементов охлаждения;
• типовые литий-ионные аккумуляторы (2);
• электронный блок, управляющий процессом зарядки;
• клапан (4), через который пополняют хладагент;
• разъем (5) для подключения к бортовой сети;
• защитное и регулирующее устройство (6).

Замыкание контактов батареи для восстановления заряда

Данный способ можно использовать лишь в том случае, если другие методы не помогают. В Интернете можно увидеть множество отзывов о том, что он сможет реанимировать литий-ионный аккумулятор 18650. Данный метод очень рискованный для сохранения ёмкости батареи.

Для замыкания контактов нужно специальные инструменты, для разборки аккумулятора, помимо этого необходим провод, для того, чтобы закоротить выводы батареи.

В рамке из пластика обычно расположена управляющая плата батареи. К ней подключены контакты на минус и плюс. Они как раз то нам и нужны. Их следует закоротить на минимальный промежуток времени.

Устройство

Литий-ионный аккумулятор. Схема работы

Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус иногда оснащают предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации. Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, оксиды и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, оксиды (LiMnO2) и соли (LiMnRON) металлов.

Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем — каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. Применение оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать при значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. Распространение литий-железо-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью. Литий-ионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления — СКУ или BMS (battery management system), — и специальным устройством заряда/разряда.

В настоящее время в массовом производстве литий-ионных аккумуляторов используются три класса катодных материалов:

• кобальтат лития LiCoO2 и твёрдые растворы на основе изоструктурного ему никелата лития
• литий-марганцевая шпинель LiMn2O4
• литий-феррофосфат LiFePO4.

Электрохимические схемы литий-ионных аккумуляторов:

• литий-кобальтовые LiCoO2 + 6C → Li1-xCoO2 + LiC6
• литий-ферро-фосфатные LiFePO4 + 6C → Li1-xFePO4 + LiC6

Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда/разряда, Li-ion-аккумуляторы наиболее предпочтительны для применения в альтернативной энергетике. При этом, помимо системы СКУ они укомплектовываются инверторами (преобразователи напряжения).

Что делать, если аккумулятор не заряжается

Если вышеперечисленные методы не помогли, то рекомендуем ознакомиться со следующими способами как оживить аккумулятор 18650.

С помощью специального зарядного устройства

Это действие осуществляется при помощи китайской копии зарядного устройства «IMAX B6» и мультиметра. Эта зарядка доступна в широкой продаже, и она отлично восстанавливает аккумулятор в домашних условиях. Для начала необходимо проверить саму батарею, путем соединения к ней мультиметра и выставляя устройство в режим измерения напряжения. Если у аккумулятора глубокий разряд, мультиметр покажет низкие показателями U в милливольтах.

Суть метода заключается в том, чтобы измерение реального количества U в аккумуляторе «мешает» контроллер. Есть два вывода, плюс и минус, которые идут непосредственно с батареи на контроллер. На выводах чаще всего напряжение составляет 2,6 В это достаточно небольшое значение.

Чтобы контроллер начал работать и стал выдавать U, нужно зарядить батарею минимум на 3,2 В. Тогда контроллер начнет «понимать» аккумулятор и показывать реальные показатели U.

Напряжение будет по немногу подниматься. Это значит, что восстановление li ion аккумулятора идёт успешно. Через какое-то время значение U дойдет до 3,2 вольт, и батарея начнет «раскачиваться». Позже её можно будет заряжать от «родной» зарядки.

ÐаÑианÑÑ Ð·Ð°ÑÑдки

ÐеÑед ÑкÑплÑаÑаÑией баÑаÑеи нÑжно ÑаÑÑмоÑÑеÑÑ, как пÑавилÑно заÑÑжаÑÑ Li-Ion аккÑмÑлÑÑÐ¾Ñ ÑмаÑÑÑона, планÑеÑа и пÑоÑей ÑеÑники. ÐÐ»Ñ ÑÑого ÑÑÑеÑÑвÑÐµÑ Ð½ÐµÑколÑко ÑпоÑобов.

Ðдним из ÑамÑÑ Ð¿ÑавилÑнÑÑ ÑеÑений бÑÐ´ÐµÑ Ð¿Ñименение заÑÑдного ÑÑÑÑойÑÑва. Ðго поÑÑавлÑÐµÑ Ð² комплекÑе Ñ ÑлекÑÑонной ÑеÑникой каждÑй пÑоизводиÑелÑ.

ÐÑоÑÑм ваÑианÑом ÑвлÑеÑÑÑ Ð·Ð°ÑÑдка баÑаÑеи Ð¾Ñ ÑÑаÑионаÑного компÑÑÑеÑа, подклÑÑенного к бÑÑовой ÑеÑи. ÐÐ»Ñ ÑÑого пÑименÑеÑÑÑ USB-кабелÑ. Ð ÑÑом ÑлÑÑае пÑоÑедÑÑа заÑÑдки бÑÐ´ÐµÑ Ð±Ð¾Ð»ÐµÐµ длиÑелÑной, Ñем пÑи иÑполÑзовании пеÑвого ÑпоÑоба.

Ðожно вÑполниÑÑ ÑÑÑ Ð¿ÑоÑедÑÑÑ Ð¿Ñи помоÑи пÑикÑÑиваÑÐµÐ»Ñ Ð² авÑомобиле. ÐÑе одним менее попÑлÑÑнÑм ÑпоÑобом ÑвлÑеÑÑÑ Ð·Ð°ÑÑдка лиÑий-ионного аккÑмÑлÑÑоÑа пÑи помоÑи ÑнивеÑÑалÑного ÑÑÑÑойÑÑва. Ðго еÑе назÑваÑÑ Â«Ð»ÑгÑÑкой». ЧаÑе вÑего Ñакие пÑибоÑÑ Ð¿ÑименÑÑÑ Ð´Ð»Ñ Ð¿Ð¾Ð´Ð·Ð°ÑÑдки баÑаÑей ÑмаÑÑÑонов. ÐонÑакÑÑ ÑÑого пÑибоÑа можно оÑÑегÑлиÑоваÑÑ Ð¿Ð¾ ÑиÑине.

Замена неисправных батареек

Замена износившихся деталей считается самым эффективным методом восстановления всей батареи. Перед началом работы нужно приобрести исправные элементы, при этом обязательно необходимо учитывать габаритные и технические характеристики.

Сам процесс замены не вызовет сложностей даже у неопытного владельца инструмента. Достаточно иметь паяльник и материалы для пайки. Причём, чтобы обезопасить батарею от полного выхода из строя при проведении работ необходимо:

• стараться в качестве соединительных пластин оставить родные либо применять проводник из меди такого же сечения. Связано такое условие с высоким током заряда;
• пайку проводить быстро, чтобы избежать перегрева элементов;
• отрицательная клемма батарейки соединяется с положительным контактом следующего элемента, что соответствует последовательному соединению схемы.